一种砾间生物接触氧化法污水处理系统及其使用方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种砾间生物接触氧化法污水处理系统及其使用方法。

背景技术

砾间接触氧化法于20世纪70年代在日本开发，其是对天然河床中生长在砾石表面生物膜的一种人为模仿和工程强化技术。由于河流具有自净功能，当河水流经水浅处，因水流相对速度较快，产生自然曝气现象，河水中溶氧增加；当河水流经水深处，河水中的悬浮物因流速减缓而产生沉淀；河床上的天然砾石可以吸附、过滤污染物，同时砾石间附着生长的微生物可以降解污染物；当降雨河川流量增加时，丰沛的水量可产生冲刷及稀释的作用将砾石床污泥带出，使河川再度恢复原有的自净能力。因此，砾间接触氧化法适用于低浓度污水处理，具有成本低、处理效果好的特点，同时其通常采用地下式建造，有效解决土地资源紧张的难题，被广泛应用于污水处理。

而由于悬浮物沉降和微生物代谢，砾间生物接触氧化法污水处理系统中必然会聚集污泥，需要定期(半年)曝气排泥，在曝气排泥过程中，砾间生物接触氧化法污水处理系统正常进水，以便将空气搅起的污泥通过水流带出。但是，在曝气排泥过程中，砾间生物接触氧化法污水处理系统无法进行污水净化和净化水的排出，极大地降低了净化效率。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种砾间生物接触氧化法污水处理系统及其使用方法，不仅能更好的发挥沉淀区的沉淀效果，而且可以一边排泥，一边进行污水处理，保证出水的水质质量和出水的连续性，提高净化效果和净化效率，。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种砾间生物接触氧化法污水处理系统，包括直接连接的生化曝气区和沉淀区，所述沉淀区位于所述生化曝气区的后端；所述生化曝气区和沉淀区内均填充满砾石，且所述生化曝气区底部不低于所述沉淀区底部；所述生化曝气区底部铺设有曝气管，所述曝气管上设有曝气管阀；所述沉淀区底部设有与所述沉淀区连通的储泥区，所述沉淀区与所述储泥区之间设有开孔板；所述储泥区底部设有水力排泥管，所述水力排泥管上设有水力排泥阀；所述沉淀区后端设有出水管，所述出水管上设有出水阀。本发明在沉淀区底部设置储泥区可以进一步提高沉淀区的沉淀效果，避免微生物代谢产物顺着出水流出，影响出水水质质量；而储泥区底部设置的水力排泥管可以及时将污泥排出，实现水力排泥，且水力排泥和污水处理互不干扰，可以同时进行，提高了污水处理系统的工作效率。

优选地，所述储泥区内还设有曝气反冲洗管，所述曝气反冲洗管上设有反冲洗管阀，当储泥区或开孔板堵塞时，通过曝气反冲洗管输出的空气搅动污泥，实现储泥区和开孔板的疏通。

优选地，所述生化曝气区前端设有第一稳导流区，所述沉淀区与所述出水管通过第二稳导流区连接，以保证进水均匀流入生化曝气区，净化后的水均匀流出沉淀区，避免短流，以保证水质处理效果。

优选地，所述出水管上还设有排泥阀，当储泥区或开孔板堵塞时，通过曝气反冲洗管中的空气搅动污泥实现疏通，并将泥水通过出水管或水力排泥管排出。

优选地，所述曝气管连接于第一鼓风机；所述曝气反冲洗管连接于第二鼓风机，从而为曝气管和曝气反冲洗管输送空气。

优选地，所述开孔板为格栅板或混凝土板，用户可根据需要自行选择。

优选地，所述砾石粒径5cm～25cm，砾石填充孔隙率为30％～60％，以保证水质净化效果的同时，避免砾石间空隙堵塞。

本发明还提供一种上述砾间生物接触氧化法污水处理系统的使用方法，该使用方法至少包括以下三种工作模式：

A、污水处理模式：当处于污水处理模式时，打开所述曝气管阀和所述出水管阀，关闭所述水力排泥阀和所述反冲洗管阀，污水进入生化曝气区净化后流经沉淀区将净化水中携带的污泥沉积在所述储泥区内获得洁净水，所述洁净水通过出水管流出；

B、中间排泥模式：当储泥区内污泥体积达到预设值时，关闭所述反冲洗管阀，打开所述曝气管阀、所述出水管阀和所述水力排泥阀，一边将储泥区内储存的污泥排放至外部污泥收集处理装置，一边进行污水处理；

C、疏通模式：当开孔板或储泥区堵塞时，关闭所述曝气管阀、所述出水管阀和所述水力排泥阀，打开所述反冲洗管阀，通过曝气反冲洗管中的空气将沉积的污泥进行搅动，然后打开所述水力排泥阀进行泥水排放。

如上所述，本发明的砾间生物接触氧化法污水处理系统及其使用方法，具有以下有益效果：

本发明在沉淀区底部设置储泥区用于接收沉淀区沉淀的污泥，保障沉淀区的沉淀效果，避免脱落的微生物膜顺着出水流出，影响出水水质质量；而储泥区底部设置的水力排泥管可以及时将污泥排出，实现水力排泥，且水力排泥和污水处理互不干扰，可以同时进行，无需停机对沉淀的污泥进行处理，提高了污水处理系统的工作效率；此外，曝气反冲洗管可以输出空气搅动污泥以疏通堵塞的储泥区和开孔板，保证出水水质质量；本发明通过各个设备的配合，极大地提高了本系统的污水处理效率，同时也增加了系统疏通的间隔时间，减少后期维护时间。

附图说明

图1为本发明中砾间生物接触氧化法污水处理系统的结构示意图。

附图标记说明

生化曝气区1，曝气管11，曝气管阀111，沉淀区2，砾石3，储泥区4，开孔板41，水力排泥管42，水力排泥管阀421，曝气反冲洗管43，反冲洗管阀431，出水管5，出水阀51，排泥阀52，第一稳导流区6，第二稳导流区7，进水管8。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本发明的砾间生物接触氧化法污水处理系统，包括直接连接的生化曝气区 1和沉淀区2，所述沉淀区2位于所述生化曝气区1的后端；所述生化曝气区1和沉淀区2内均填充满砾石3，所述砾石3粒径为5cm～25cm，砾石3填充孔隙率为30％～60％，在本实施例中，所述砾石3填充孔隙率为40％，既保证砾石3上可以附着足够的微生物膜，又避免砾石3间间隙因过小而堵塞增加维护成本；所述生化曝气区1底部不低于所述沉淀区2底部；所述生化曝气区1底部铺设有曝气管11，所述曝气管11上设有曝气管阀111；所述沉淀区2 底部设有与所述沉淀区2连通的储泥区4，所述沉淀区2与所述储泥区4之间设有开孔板41，所述开孔板41为钢制格栅板或混凝土孔板；所述储泥区4底部设有水力排泥管42，所述水力排泥管42上设有水力排泥阀424；所述沉淀区2后端设有出水管5，所述出水管5上设有出水阀54；在本实施例中，所述储泥区4整体呈倒锥形，所述水力排泥管42设置在储泥区4 的最低处。

本发明的核心是生化曝气区1和沉淀区2，其净化机理包括物理、化学和生化等多重作用，生化曝气区内填充的砾石之间存在许多大小不同的孔隙，从而形成连续的水流通道，当污水流经这些孔隙时，水流因受砾石3阻挡而流速变缓，水中的悬浮物会与砾石3接触并在很短的孔隙距离内沉降；此外，砾石3表面粗糙，可供许多微生物附着成长，具有粘性的生物膜可以吸附悬浮物，而水中溶解的有机物在流经砾石3表面时会被砾石3上的微生物分解代谢，使水质得到净化。而经由沉降、吸附、生物氧化而从水中分离的污泥则被阻留于砾石 3中进行生物降解，通过曝气管11向生化曝气区1提供微生物氧化分解所需要的氧气，有效提升污染物净化效率；在氧化分解污染物的同时，生物膜大量增殖，曝气的扰动便于生物膜和微生物代谢产物从砾石3上脱落，脱落的生物膜和微生物代谢产物在曝气的扰动下在生化曝气区1内呈悬浮状态，其随水流移动至沉淀区2，由于曝气扰动的消失和沉淀区内砾石3 的阻拦作用，这些悬浮的生物膜和微生物代谢产物在沉淀区2内被沉淀截留，实现固液分离，通过砾石3过滤后，洁净的上清液通过出水管5排出。

沉淀区2底部设置储泥区4，储泥区4底部设置水力排泥管42，以便通过储泥区4接收沉淀区2截留、沉淀的污泥，避免沉淀区2污泥累积堵塞砾石3，影响水质净化效果；此外，储泥区4和水力排泥管42的设置便于直接进行水力排泥，与正常污水处理并不干涉，极大地提高了本系统的污水净化效率。

如图1所示，所述储泥区4内还设有曝气反冲洗管43，所述曝气反冲洗管43上设有反冲洗管阀431，当储泥区4或开孔板41堵塞时，通过曝气反冲洗管43输出的空气搅动污泥，实现储泥区4和开孔板41的疏通。

如图1所示，所述生化曝气区1前端设有第一稳导流区6，所述第一稳导流区6前端设有进水管8，所述沉淀区2与所述出水管5通过第二稳导流区7连接，以保证污水均匀流入生化曝气区1，净化后的水均匀流出沉淀区2，避免短流，以保证水质处理效果。

如图1所示，所述出水管5上还设有排泥阀52，当储泥区4或开孔板41堵塞时，通过曝气反冲洗管43中的空气搅动污泥实现疏通，并将泥水通过出水管5或水力排泥管42排出。

进一步地，所述曝气管11连接于第一鼓风机；所述曝气反冲洗管43连接于 第二鼓风机，在另一实施例中，所述曝气管11的一端与鼓风机连接，所述曝气 管11的另一端与所述曝气反冲洗管43连接。

本发明还提供一种上述砾间生物接触氧化法污水处理系统的使用方法，该使用方法至少包括以下三种工作模式：

A、污水处理模式：当处于污水处理模式时，打开所述曝气管阀111和所述出水管阀51，关闭所述水力排泥阀421、所述排泥阀52和所述反冲洗管阀431，污水从进水管8进入第一稳导流区6，使水均匀地流入生化曝气区1内进行净化，净化后的水流经沉淀区2，通过砾石 3的阻拦和过滤，将净化水中携带的污泥沉积在所述储泥区4内获得洁净水，所述洁净水均匀流入第二稳导流区7，避免流速突变影响沉淀区2的沉淀效果，最后通过出水管5流出；

B、中间排泥模式：当储泥区4内污泥体积达到预设值时，关闭所述反冲洗管阀431和所述排泥阀52，打开所述曝气管阀111、所述出水管阀51和所述水力排泥阀424，一边将储泥区4内储存的污泥排放至外部污泥收集处理装置，一边进行污水处理；

C、疏通模式：当开孔板41或储泥区4堵塞时，关闭所述出水管阀51、所述排泥阀52和所述水力排泥阀421，打开所述反冲洗管阀431，通过曝气反冲洗管43中的空气将沉积的污泥进行搅动，然后打开所述水力排泥阀421或所述排泥阀52进行泥水排放。

综上所述，本发明在沉淀区底部设置储泥区用于接收沉淀区沉淀的污泥，可以避免沉淀区污泥累积堵塞砾石，影响水质净化效果；而储泥区底部设置的水力排泥管可以及时将污泥排出，实现水力排泥，且水力排泥和污水处理互不干扰，可以同时进行，提高了污水处理系统的工作效率；此外，曝气反冲洗管可以输出空气搅动污泥以疏通堵塞的储泥区和开孔板，保证出水水质质量；本发明通过各个设备的配合，极大地提高了本系统的污水处理效率，降低系统疏通的频率，减少后期维护时间。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。